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JP4378030B2 - Tunnel underground bonding method - Google Patents

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JP4378030B2
JP4378030B2 JP2000123616A JP2000123616A JP4378030B2 JP 4378030 B2 JP4378030 B2 JP 4378030B2 JP 2000123616 A JP2000123616 A JP 2000123616A JP 2000123616 A JP2000123616 A JP 2000123616A JP 4378030 B2 JP4378030 B2 JP 4378030B2
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JP
Japan
Prior art keywords
shield machine
cylinder
cutter head
tunnel
barrel
Prior art date
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JP2000123616A
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Inventor
直人 新井田
正紀 村西
典夫 三谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Komatsu Ltd
Tokyo Electric Power Co Holdings Inc
Original Assignee
Tokyo Electric Power Co Inc
Komatsu Ltd
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Publication date
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  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、互いに対向する2台のシールド掘進機を用いてそれぞれトンネルを掘削し、これら各トンネルを途中で接合することによりトンネルを完成させるトンネルの地中接合工法関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、2台のシールド掘進機により掘削される各トンネルを途中で接合するトンネルの地中接合工法として、特公平5−24319号公報に記載されたものが知られている。この公報に記載の地中接合工法においては、引き込み側シールド掘進機が、外殻の外周面に前後摺動可能なフードを有する構造とされ、地中接合時には、まず油圧シリンダの作動によって外殻を停止させた状態で支持構造体に支持されているカッタヘッドとフードとを前進させ、次いでフードを固定するとともにそのフードを支持構造体に固定しているボルトを取り外してカッタヘッドを支持構造体とともに後退させてフード内に区画を形成するという手順が採られる。
【0003】
しかし、この地中接合工法の場合、フードを単体で作動することができないために、このフードによってカッタヘッドの外周掘削部を覆うことができず、支持構造体を後退させる際にカッタヘッド上方の地山崩壊の危険性があるという問題点がある。
【0004】
このような問題点を解消するものとして、カッタヘッドを有する駆動部リングガータを後方へ摺動させるのに先立ってシールド掘進機の胴部をカッタヘッドの外周を覆う位置まで前進させるようにした地中接合工法が、特許第2915843号公報において提案されている。
【0005】
また、他の先行技術として、特開平10−292775号公報に記載されたものがある。この公報に記載のシールド掘進機では、機体の前部内周面に貫入リングを設け、この貫入リングをシールドジャッキにて前方へ押し出して機体の前方へ突出させるように構成されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特許第2915843号公報に記載の地中接合工法においては、駆動部リングガータが前胴に対して摺動する構造であるために、通常掘進時にはそれら駆動部リングガータと前胴とを極めて強固な連結部材(ローリング止め)にて固定する必要があり、地中接合時にその連結部材の取り外し等に手間と時間とを要するという問題点がある。
【0007】
一方、前記特開平10−291775号公報に記載の地中接合工法においては、引き込み側シールド掘進機および挿入側シールド掘進機共に構造が複雑になるという問題点があるほか、引き込み側シールド掘進機の内周部に貫入リングの収納スペースが必要となって、オーバーカット量が大きくなってしまうという問題点がある。
【0008】
本発明は、このような問題点を解消するためになされたもので、ローリング止め用の連結部材の着脱を行う必要がなく、地中接合作業を容易に行うことができ、しかも機体を極めて簡素な構造にすることのできるトンネルの地中接合工法提供することを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
前記目的を達成するために、発明によるトンネルの地中接合工法は、
前部にカッタヘッドを有する前胴が後胴に対して摺動可能に嵌挿されてなる第1シールド掘進機とその第1シールド掘進機の前胴と略同径の胴部を有する第2シールド掘進機とを用いてそれぞれトンネルを掘削し、これら各トンネルを途中で接合することによりトンネルを完成させるトンネルの地中接合工法であって、
(a)前記第1シールド掘進機の前胴をシールドジャッキを介してセグメントおよび前記後胴に固定するとともに、前記前胴と後胴とを固定している固定部材を撤去する第1工程、
(b)前記シールドジャッキの操作により前記前胴を後胴に対して所定距離だけ前進させる第2工程、
(c)前記前胴の前部に設けられるフード部をその前胴に対して前記カッタヘッドの外周を覆う位置まで前方へ押し出す第3工程、
(d)前記フード部を前方へ押し出しつつ、前記シールドジャッキの操作により前記前胴を後胴に対して後方へ摺動させる第4工程および
(e)前記第1シールド掘進機の前胴の内部に前記第2シールド掘進機のカッタヘッドを嵌合させる第5工程
を備えることを特徴とするものである。
【0010】
本発明によるトンネルの地中接合工法においては、第1シールド掘進機と第2シールド掘進機との地中接合に際して、まず第1工程において第1シールド掘進機の前胴がシールドジャッキを介してセグメントおよび後胴に固定されるとともに、この前胴と後胴とを固定している固定部材(例:接合ボルト)が撤去されて前胴が後胴に対して移動し得る状態にされる。次に、第2工程においてシールドジャッキの操作により前胴が後胴に対して所定距離だけ前進され、次いで第3工程において前胴の前部に設けられるフード部が前胴に対してカッタヘッドの外周を覆う位置まで前方へ押し出される。この後、第4工程においてフード部を前方へ押し出しつつ、シールドジャッキの操作により前胴が後胴に対して後方へ摺動されて、第1シールド掘進機の前胴の内部に第2シールド掘進機の受け入れ部が確保され、第5工程においてその確保された受け入れ部に第2シールド掘進機のカッタヘッドが嵌合される。こうして所要部を止水処理することで、トンネルの地中接合が完了する。
【0011】
本発明によれば、第1シールド掘進機において、前胴が後胴に対して後方へ摺動されるのに先立って、前胴の前部に設けられるフード部が前胴に対してカッタヘッドの外周を覆う位置まで前方へ押し出されるので、前胴、言い換えればカッタヘッドの後方摺動時に生ずる地山の崩壊を確実に防ぐことができる。また、前胴に摺動可能なフード部を設ける構造を採用し、前胴と駆動部リングガータとは常時固定された構造とされているので、前胴と駆動部リングガータとの間にローリング止め用の連結部材を設ける必要がない。したがって、その連結部材の着脱作業が不要になり、地中接合作業が容易となるだけでなく、機体を極めて簡素な構造にすることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
次に、本発明によるトンネルの地中接合工法具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【0017】
図1には本発明の一実施の形態に係るシールド掘進機(引き込み側シールド掘進機)の縦断面図が示されている。
【0018】
本実施の形態において、引き込み側シールド掘進機(第1シールド掘進機)Aは、掘進機本体が前胴(前シールド)1と後胴(後シールド)2とに分割形成されてなり、前胴1の前部が段付き状に小径にされてその段付き部の内周部に駆動部リングガータ3が固定されてなる。この駆動部リングガータ3には軸受4を介してカッタヘッド5が回転自在に支承されるとともに、このカッタヘッド5が、駆前記動部リングガータ3に取り付けられる油圧モータ6によってピニオンおよびリングギアを介して回転駆動される。
【0019】
前記カッタヘッド5の前面板には、中心部にセンタカッタ7が設けられるとともに、その中心部から周縁部に向けて放射状に多数のカッタビット8が設けられ、かつ周縁部寄りの位置には複数個のオーバーカッタ装置9がカッタヘッド5の外周縁から出没可能に設けられている。
【0020】
前記カッタヘッド5の後方にはバルクヘッド10との間に圧力室11が画成され、この圧力室11には、その圧力室11内に泥水を送り込む送泥管12と、この送泥管12により送り込まれる泥水と掘削土砂とを混ぜ合わせた状態で排出する排泥管13とが開口している。なお、送泥管12と排泥管13とは後方においてバイパス管14により連結されている。
【0021】
前記前胴1は後胴2の前端部に嵌合されていて、通常掘進時には前胴1の後端部と後胴2の前端部とが多数本のボルト15により相互に固定されている。また、図2(図1のX−X断面図)に示されるように、後胴2側には前後方向に延設される凸部16が設けられるとともに、前胴1側にはその凸部16に嵌合する凹部17が設けられ、これら凸部16と凹部17とによって後胴2に対し前胴1が前進する際にそれら前胴1と後胴2との相対回動(ローリング)が防止されるようになっている。
【0022】
また、前記前胴1の後端部には複数本のシールドジャッキ18のフランジ部が固定され、またそれらシールドジャッキ18のロッド先端部にはセグメント19の前端面に当接して推進反力を得るためのスプレッダ20が装着されている。
【0023】
前記前胴1の段付き部の外周部にはリング状のフード部21が配され、通常掘進時には、このフード部21の外周面が前胴1の後部外周面と略面一になるように、かつそのフード部21の前端面が前胴1の前端面と略面一になるようにされている。このフード部21は、前胴1の内周面に沿うように配される多数本の豆ジャッキ22の操作により前胴1に対し前方へ摺動可能に配されている。
【0024】
次に、この豆ジャッキ22を含むフード部摺動機構を図3(a)(b)によってより詳細に説明する。前記フード部21の後端面にはリング状の連結ロッド23が連結されるとともに、この連結ロッド23が前胴1の段部(垂直部)を貫通するように配されており、この連結ロッド23の後端面を豆ジャッキ22により押圧することでその連結ロッド23を介してフード部21を前進させるように構成されている。また、前記連結ロッド23の後端には別の連結ロッド23がねじ込みもしくは溶接等で取り付けられるようにされており、最先端の連結ロッド23を豆ジャッキ22により一定ストローク押圧した後はその豆ジャッキ22を収縮させてその最先端の連結ロッド23の後方に隙間を形成し、この隙間に別の連結ロッド23を挿入して継ぎ足し、再び豆ジャッキ22を伸長させて連結ロッド23を押し出すようにされる。こうして所定数の連結ロッド23が順次継ぎ足されて所定ストロークだけフード部21が前進する。
【0025】
一方、図4に示されているように、挿入側シールド掘進機(第2シールド掘進機)Bは、直胴型の胴部30の前部内周面に駆動部リングガータ31が前後方向に摺動可能に嵌挿され、この駆動部リングガータ31に軸受32を介してカッタヘッド33が回転自在に支承されるように構成されている。また、このカッタヘッド33の周縁部寄りの位置には複数個のオーバーカッタ装置34がカッタヘッド33の外周縁から出没可能に設けられている。さらに、前記駆動部リングガータ31は、一端部が胴部30側のリブに枢着されるとともに、他端部がその駆動部リングガータ31に枢着されるスライドジャッキ35によって胴部30に対して前方へ摺動されるようになっている。なお、これ以外の、引き込み側シールド掘進機と共通する構成等についてはその詳細な説明を省略することとする。
【0026】
次に、本実施の形態によるトンネルの地中接合手順を図5〜図11を参照しながら説明する。
【0027】
1)地中接合手順1(図5)
挿入側シールド掘進機Bが接合地点に到達するとともに、引き込み側シールド掘進機Aが接合地点より所定距離(例えば700mm)手前の位置に到達する。この状態で、引き込み側シールド掘進機Aにおける後胴2のスキンプレートとセグメント19とを固定する(固定部40)とともに、シールドジャッキ18のスプレッダ20とセグメント19とを固定する(固定部41)。
【0028】
2)地中接合手順2(図6)
引き込み側シールド掘進機Aの前胴1と後胴2とを固定しているボルト15を取り外す。一方、挿入側シールド掘進機Bにおいては、カッタヘッド33のオーバカッタ装置34を内側に縮小させる。
【0029】
3)地中接合手順3(図7)
引き込み側シールド掘進機Aにおいて、シールドジャッキ18を伸長させつつカッタヘッド5を回転させることにより、前胴1を後胴2に対し前記所定距離(例えば700mm)だけ前方へ推進させる(矢印P)。この引き込み側シールド掘進機Aの掘進時に、挿入側シールド掘進機Bは待機状態にある。なお、前記引き込み側シールド掘進機Aの掘進時には、後胴2側の凸部16が前胴1側の凹部17に嵌合されていることによって、それら前胴1と後胴2との相対回動(ローリング)が防止される。
【0030】
4)地中接合手順4(図8)
引き込み側シールド掘進機Aにおけるオーバカッタ装置9を縮小させた後、フード部21の後端部に連結ロッド23を次々に継ぎ足しながらそのフード部21を押し出していき、このフード部21の前端面がカッタヘッド5の面板と面一になるまで(本実施の形態では略300mm)前進させる(矢印Q)。
【0031】
5)地中接合手順5(図9)
引き込み側シールド掘進機Aのシールドジャッキ18を収縮させることにより前胴1を後胴2に対して前記所定距離(例えば700mm)後退させると同時に、フード部21を前記所定距離(例えば700mm)前進させる。これによって、フード部21は位置を保持したまま前胴1、言い換えればカッタヘッド5のみが前記所定距離だけ後退することになり、このカッタヘッド5の前方に挿入側シールド掘進機Bの受け入れのための空間が形成されることになる。ここで、軟弱な地山の場合や、地下水の多い地山の場合には、カッタヘッド5の引き込みと同時にそのカッタヘッド5の前方空間に例えば高濃度泥水を注入してその空間内に土砂が入り込まないようにするのが好ましい。
【0032】
6)地中接合手順6(図10)
引き込み側シールド掘進機Aを待機させた状態で、挿入側シールド掘進機Bにおいて、カッタヘッド33を回転させつつシールドジャッキ18Aを伸長させてカッタヘッド33の外周リングの一部を引き込み側シールド掘進機Aのフード部21内に挿入し、次いでスライドジャッキ35を伸長させて駆動部リングガータ31を押し出す(矢印R)。これにより、両シールド掘進機A,Bの各カッタヘッド5,33同士が最近接状態になる。
【0033】
7)地中接合手順7(図11)
引き込み側シールド掘進機Aおよび挿入側シールド掘進機Bのそれぞれのスキンプレートのみを残して各部材を撤去し、所要箇所(溶接部42〜49)を溶接して地中接合が完了する。
【0034】
図12には、本発明の他の実施の形態による引き込み側シールド掘進機が、図13には、他の実施の形態による挿入側シールド掘進機がそれぞれ示されている。
【0035】
本実施の形態における引き込み側シールド掘進機A'においては、前胴1'が中折れ機構50を介して前部の第1胴部51と後部の第2胴部52とに分割形成され、これら第1胴部51と第2胴部52とがアーティキュレートジャッキ53の伸縮により屈曲自在とされている。これ以外の構成等については先の実施の形態と基本的に異なるところがない。したがって、先の実施の形態と共通する部分には図に同一符号を付すに止めてその詳細な説明を省略することとする。
【0036】
このような引き込み側シールド掘進機A'の構造によれば、前胴1'と後胴2とが一体で掘進される通常掘進時および地中接合に際しての後胴2に対する前胴1'の前進時に、第2胴部52に対して第1胴部51の進行方向を制御することができるので、両シールド掘進機の地中接合時における芯合わせを容易に行うことができ、地中接合時のこじれ現象の発生等の不具合を解消することができる。
【0037】
一方、挿入側シールド掘進機B'においても、胴部30'が中折れ機構60を介して前部の第1胴部61と後部の第2胴部62とに分割形成され、これら第1胴部61と第2胴部62とがアーティキュレートジャッキ63の伸縮により屈曲自在とされている。また、通常掘進時には第1胴部61と駆動部リングガータ31とがボルト64等によって相互に固定されている。
【0038】
このような構成の挿入側シールド掘進機B'においては、通常掘進時に、第2胴部62に対して第1胴部61の進行方向を制御することで曲線施工が可能である。また、地中接合に際しては、第1胴部61と駆動部リングガータ31とのボルト64等による固定状態を解除するとともに、第1胴部61と第2胴部62との屈曲部を固定して、駆動部リングガータ31が第1胴部61および第2胴部62に対して前進される。なお、この駆動部リングガータ31の前進はアーティキュレートジャッキ63を利用して行うことができる。
【0039】
前述の説明では、フード部摺動機構として、豆ジャッキ22と連結ロッド23とを用いた機構について説明したが、このフード部摺動機構の他の形態として、図14(a)(b)に示されるように、フード部21'を断面略クランク型に形成するとともに、このフード部21'の後部を前胴1A側に設けられる油圧室70内にピストン状に挿入し、かつそのフード部21'の後端部と油圧室70内壁との間にシール部材71を介挿するようにし、前記油圧室70内に配管72から油圧を供給するようにする実施の形態も可能である。このようにしたものでは、(a)に示される状態から、配管72を通して油圧室70内に油圧が供給されると、(b)に示されるようにフード部21'を前進方向に所定位置まで移動させることができる。
【0040】
また、前述の説明では、前胴と後胴との相対回動(ローリング)を防止するローリング防止機構として、後胴側の凸部16と前胴側の凹部17とを嵌合させるものとしたが、後胴側に凹部を設けるとともに前胴側に凸部を設けて、これら凹部と凸部とを嵌合させるようにする実施の形態も可能である。
【0041】
本実施例では泥水式のシールド掘進機について説明したが、本発明は、泥土圧式のシールド掘進機に対しても適用できるのは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の一実施の形態に係るシールド掘進機(引き込み側シールド掘進機)の縦断面図である。
【図2】図2は、図1のX−X断面図である。
【図3】図3(a)(b)は、フード部の作動態様を示す拡大断面図である。
【図4】図4は、本発明の一実施の形態に係るシールド掘進機(挿入側シールド掘進機)の縦断面図である。
【図5】図5は、トンネルの地中接合手順(1)を示す図である。
【図6】図6は、トンネルの地中接合手順(2)を示す図である。
【図7】図7は、トンネルの地中接合手順(3)を示す図である。
【図8】図8は、トンネルの地中接合手順(4)を示す図である。
【図9】図9は、トンネルの地中接合手順(5)を示す図である。
【図10】図10は、トンネルの地中接合手順(6)を示す図である。
【図11】図11は、トンネルの地中接合手順(7)を示す図である。
【図12】図12は、他の実施の形態による引き込み側シールド掘進機の縦断面図である。
【図13】図13は、他の実施の形態による挿入側シールド掘進機の縦断面図である。
【図14】図14(a)(b)は、フード部摺動機構の別形態を示す図である。
【符号の説明】
A,A' 引き込み側シールド掘進機(第1シールド掘進機)
B,B' 挿入側シールド掘進機(第2シールド掘進機)
1,1',1A 前胴
2 後胴
3,31 駆動部リングガータ
5,33 カッタヘッド
9,34 オーバカッタ装置
15 ボルト
16 凸部
17 凹部
18,18A シールドジャッキ
19 セグメント
20 スプレッダ
21,21' フード部
22 豆ジャッキ
23 連結ロッド
30,30' 胴部
35 スライドジャッキ
40,41 固定部
50,60 中折れ機構
51,61 第1胴部
52,62 第2胴部
53,63 アーティキュレートジャッキ
70 油圧室
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a ground bonding method of the tunnel to complete the tunnel by drilling each tunnel using two shield machine facing each other, joining the respective tunnel in the middle.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a tunnel described in Japanese Patent Publication No. 5-24319 is known as an underground joint method for joining tunnels excavated by two shield machines. In the underground joining method described in this publication, the retracting side shield machine has a structure having a hood that can slide back and forth on the outer peripheral surface of the outer shell. The cutter head supported by the support structure and the hood are advanced in a state in which the cutter head is stopped, and then the hood is fixed and the bolt that fixes the hood to the support structure is removed to support the cutter head. At the same time, a procedure is adopted in which a compartment is formed in the hood by retreating.
[0003]
However, in the case of this underground bonding method, since the hood cannot be operated alone, the outer digging portion of the cutter head cannot be covered by this hood, and when the support structure is moved backward, There is a problem that there is a risk of collapse of natural ground.
[0004]
In order to solve such a problem, the body of the shield machine is advanced to a position covering the outer periphery of the cutter head prior to sliding the drive ring garter having the cutter head backward. An intermediate joining method is proposed in Japanese Patent No. 2915843.
[0005]
Another prior art is described in Japanese Patent Laid-Open No. 10-292775. In the shield machine described in this publication, a penetrating ring is provided on the inner peripheral surface of the front part of the airframe, and the penetrating ring is pushed forward by a shield jack so as to protrude forward of the airframe.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the underground joining method described in the above-mentioned Japanese Patent No. 2915843, since the drive part ring garter is configured to slide with respect to the front trunk, the drive part ring garter and the front trunk are usually connected during excavation. There is a problem that it is necessary to fix with a very strong connecting member (rolling stop), and it takes time and effort to remove the connecting member during underground bonding.
[0007]
On the other hand, in the underground bonding method described in Japanese Patent Laid-Open No. 10-291775, there is a problem in that the structure of both the drawing-side shield machine and the insertion-side shield machine is complicated. There is a problem that a storage space for the penetrating ring is required on the inner peripheral portion, and the amount of overcut becomes large.
[0008]
The present invention has been made to solve such problems, and it is not necessary to attach or remove the connecting member for stopping rolling, and it is possible to easily perform underground joining work, and to make the airframe extremely simple. It is an object of the present invention to provide a tunnel underground joint method that can be made into a simple structure.
[0009]
[Means for solving the problems and actions / effects]
In order to achieve the above object, the tunnel underground joint method according to the present invention comprises:
A first shield machine in which a front cylinder having a cutter head at the front is slidably fitted to the rear cylinder, and a second cylinder having a cylinder having the same diameter as the front cylinder of the first shield machine. Tunnel excavation using a shield machine and each tunnel is joined in the middle to complete the tunnel.
(A) a first step of fixing the front cylinder of the first shield machine to the segment and the rear cylinder via a shield jack, and removing a fixing member fixing the front cylinder and the rear cylinder;
(B) a second step of advancing the front cylinder by a predetermined distance relative to the rear cylinder by operating the shield jack;
(C) a third step of pushing the hood portion provided at the front portion of the front barrel forward to a position covering the outer periphery of the cutter head with respect to the front barrel;
(D) a fourth step of sliding the front barrel backward relative to the rear barrel by operating the shield jack while pushing the hood portion forward; and (e) the interior of the front barrel of the first shield machine. And a fifth step of fitting the cutter head of the second shield machine.
[0010]
In the underground joint method for a tunnel according to the present invention, when the first shield machine and the second shield machine are jointed in the ground, first, the front shell of the first shield machine is segmented via the shield jack in the first step. The fixing member (for example, a joining bolt) that fixes the front cylinder and the rear cylinder is removed, and the front cylinder can move with respect to the rear cylinder. Next, in the second step, the front barrel is advanced by a predetermined distance with respect to the rear barrel by the operation of the shield jack, and in the third step, the hood portion provided at the front portion of the front barrel is moved to the front barrel by the cutter head. Pushed forward to a position covering the outer periphery. Thereafter, while pushing the hood portion forward in the fourth step, the front barrel is slid backward with respect to the rear barrel by the operation of the shield jack, and the second shield digging is made inside the front barrel of the first shield machine. A receiving part of the machine is secured, and the cutter head of the second shield machine is fitted into the secured receiving part in the fifth step. In this way, the required part is water-stopped to complete the underground tunnel junction.
[0011]
According to the present invention, in the first shield machine, the hood portion provided at the front part of the front cylinder is a cutter head with respect to the front cylinder before the front cylinder slides backward with respect to the rear cylinder. Since it is pushed forward to the position covering the outer periphery of the front, it is possible to reliably prevent the collapse of the natural ground that occurs when the front trunk, in other words, the cutter head slides backward. In addition, a structure in which a slidable hood is provided on the front cylinder and the front cylinder and the drive ring garter are always fixed, so rolling between the front cylinder and the drive ring garter There is no need to provide a connecting member for stopping. Therefore, the attaching / detaching operation of the connecting member is not required, and not only the underground joining operation is facilitated, but also the machine body can have a very simple structure.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, a specific embodiment of the tunnel underground bonding method according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0017]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a shield machine (retraction-side shield machine) according to an embodiment of the present invention.
[0018]
In the present embodiment, the retracting side shield machine (first shield machine) A is configured such that the machine body is divided into a front trunk (front shield) 1 and a rear trunk (rear shield) 2. The front part of 1 is made into a stepped small diameter, and the drive part ring garter 3 is fixed to the inner peripheral part of the stepped part. A cutter head 5 is rotatably supported on the drive unit ring gutter 3 via a bearing 4, and the cutter head 5 receives a pinion and a ring gear by a hydraulic motor 6 attached to the driving unit ring gutter 3. It is rotationally driven through.
[0019]
The front plate of the cutter head 5 is provided with a center cutter 7 at the center and a plurality of cutter bits 8 radially from the center to the periphery, and a plurality of cutter bits 8 are provided at positions near the periphery. A number of overcutter devices 9 are provided so as to be able to protrude from the outer peripheral edge of the cutter head 5.
[0020]
A pressure chamber 11 is defined behind the cutter head 5 between the bulkhead 10, a mud feeding pipe 12 for feeding mud water into the pressure chamber 11, and the mud feeding pipe 12. The mud pipe 13 which discharges in the state which mixed the muddy water and excavated earth and sand which are sent by the is opened. The mud pipe 12 and the mud pipe 13 are connected by a bypass pipe 14 at the rear.
[0021]
The front cylinder 1 is fitted to the front end portion of the rear cylinder 2, and the rear end portion of the front cylinder 1 and the front end portion of the rear cylinder 2 are fixed to each other by a plurality of bolts 15 during normal digging. Further, as shown in FIG. 2 (XX sectional view of FIG. 1), a convex portion 16 extending in the front-rear direction is provided on the rear trunk 2 side, and the convex portion is provided on the front trunk 1 side. When the front cylinder 1 moves forward with respect to the rear cylinder 2 by the convex parts 16 and the concave parts 17, relative rotation (rolling) between the front cylinder 1 and the rear cylinder 2 occurs. It is to be prevented.
[0022]
Further, flange portions of a plurality of shield jacks 18 are fixed to the rear end portion of the front barrel 1, and the rod tip portions of the shield jacks 18 are brought into contact with the front end surface of the segment 19 to obtain a thrust reaction force. A spreader 20 is mounted.
[0023]
A ring-shaped hood portion 21 is disposed on the outer peripheral portion of the stepped portion of the front barrel 1 so that the outer peripheral surface of the hood portion 21 is substantially flush with the rear outer peripheral surface of the front barrel 1 during normal digging. The front end surface of the hood portion 21 is substantially flush with the front end surface of the front barrel 1. The hood portion 21 is arranged so as to be slidable forward with respect to the front barrel 1 by operating a large number of bean jacks 22 arranged along the inner peripheral surface of the front barrel 1.
[0024]
Next, the hood part sliding mechanism including the bean jack 22 will be described in more detail with reference to FIGS. A ring-shaped connecting rod 23 is connected to the rear end surface of the hood portion 21, and the connecting rod 23 is arranged so as to penetrate the step portion (vertical portion) of the front barrel 1. The rear end face is pressed by the bean jack 22 so that the hood portion 21 is advanced through the connecting rod 23. In addition, another connecting rod 23 is attached to the rear end of the connecting rod 23 by screwing or welding, and after the most advanced connecting rod 23 is pressed by the bean jack 22 for a certain stroke, the bean jack is used. 22 is contracted to form a gap behind the most advanced connecting rod 23, another connecting rod 23 is inserted into the gap and added, and the bean jack 22 is extended again to push out the connecting rod 23. The In this way, a predetermined number of connecting rods 23 are sequentially added, and the hood portion 21 advances by a predetermined stroke.
[0025]
On the other hand, as shown in FIG. 4, in the insertion side shield machine (second shield machine) B, the drive part ring gutter 31 slides in the front-rear direction on the front inner peripheral surface of the straight body type body part 30. The cutter head 33 is rotatably inserted into the drive unit ring garter 31 via a bearing 32 so as to be rotatably supported. Further, a plurality of over cutter devices 34 are provided at positions near the peripheral edge of the cutter head 33 so as to protrude from the outer peripheral edge of the cutter head 33. Furthermore, the drive part ring gutter 31 has one end pivotally attached to the rib on the trunk part 30 side and the other end to the trunk part 30 by a slide jack 35 pivotally attached to the drive part ring gutter 31. And is slid forward. In addition, the detailed description of the configuration and the like common to the drawing-in side shield machine will be omitted.
[0026]
Next, a tunnel underground junction procedure according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
[0027]
1) Underground joining procedure 1 (Fig. 5)
The insertion-side shield machine B reaches the joining point, and the drawing-side shield machine A reaches a position a predetermined distance (for example, 700 mm) before the joining point. In this state, the skin plate of the rear trunk 2 and the segment 19 in the lead-side shield machine A are fixed (fixed portion 40), and the spreader 20 and the segment 19 of the shield jack 18 are fixed (fixed portion 41).
[0028]
2) Underground joining procedure 2 (Fig. 6)
The bolt 15 which fixes the front trunk | drum 1 and the rear trunk | drum 2 of the drawing-in side shield machine A is removed. On the other hand, in the insertion side shield machine B, the overcutter device 34 of the cutter head 33 is reduced inward.
[0029]
3) Underground joining procedure 3 (Fig. 7)
In the draw side shield machine A, the front head 1 is propelled forward by the predetermined distance (for example, 700 mm) relative to the rear body 2 by rotating the cutter head 5 while extending the shield jack 18 (arrow P). At the time of digging of the drawing side shield machine A, the insertion side shield machine B is in a standby state. When the retracting side shield machine A is dug, the convex portion 16 on the rear barrel 2 side is fitted into the concave portion 17 on the front barrel 1 side, so that the relative rotation between the front barrel 1 and the rear barrel 2 is improved. Movement (rolling) is prevented.
[0030]
4) Underground joining procedure 4 (Fig. 8)
After the overcutter device 9 in the retracting side shield machine A is reduced, the hood part 21 is pushed out while successively connecting the connecting rods 23 to the rear end part of the hood part 21, and the front end surface of the hood part 21 is the cutter. The head 5 is advanced (arrow Q) until it is flush with the face plate of the head 5 (approximately 300 mm in the present embodiment).
[0031]
5) Underground joining procedure 5 (Fig. 9)
By retracting the shield jack 18 of the lead-side shield machine A, the front barrel 1 is moved backward by the predetermined distance (for example, 700 mm) with respect to the rear barrel 2, and at the same time, the hood portion 21 is moved forward by the predetermined distance (for example, 700 mm). . As a result, the front barrel 1, in other words, only the cutter head 5 is retracted by the predetermined distance while maintaining the position of the hood portion 21, and the insertion side shield machine B is received in front of the cutter head 5. A space will be formed. Here, in the case of a soft ground or a ground with a lot of groundwater, for example, high-concentration muddy water is injected into the space in front of the cutter head 5 at the same time as the cutter head 5 is retracted, and earth and sand are in that space. It is preferable not to enter.
[0032]
6) Underground joining procedure 6 (FIG. 10)
In the insertion-side shield machine B in a state where the drawing-side shield machine A is in a standby state, the shield jack 18A is extended while rotating the cutter head 33 so that a part of the outer ring of the cutter head 33 is drawn. Then, the slide jack 35 is extended to push out the drive unit ring gutter 31 (arrow R). As a result, the cutter heads 5 and 33 of both shield machines A and B are brought into the closest state.
[0033]
7) Underground joining procedure 7 (Fig. 11)
Each member is removed leaving only the skin plate of each of the drawing-side shield machine A and the insertion-side shield machine B, and the required locations (welded portions 42 to 49) are welded to complete the underground joining.
[0034]
FIG. 12 shows a lead-side shield machine according to another embodiment of the present invention, and FIG. 13 shows an insertion-side shield machine according to another embodiment.
[0035]
In the lead-side shield machine A ′ according to the present embodiment, the front barrel 1 ′ is divided into a front first barrel portion 51 and a rear second barrel portion 52 via a middle folding mechanism 50. The first body 51 and the second body 52 can be bent by expansion and contraction of the articulated jack 53. Other than this, there is basically no difference from the previous embodiment. Therefore, the same reference numerals are given to the portions common to the previous embodiment, and the detailed description thereof is omitted.
[0036]
According to such a structure of the retracting side shield machine A ′, the front cylinder 1 ′ moves forward with respect to the rear cylinder 2 at the time of normal excavation where the front cylinder 1 ′ and the rear cylinder 2 are excavated integrally and during underground bonding. Sometimes, the traveling direction of the first body part 51 can be controlled with respect to the second body part 52, so that the center alignment at the time of underground joining of both shield machines can be easily performed. Problems such as the occurrence of a twisting phenomenon can be solved.
[0037]
On the other hand, in the insertion-side shield machine B ′, the body 30 ′ is divided and formed into a front first body 61 and a rear second body 62 via the middle folding mechanism 60. The part 61 and the second body part 62 can be bent by the expansion and contraction of the articulated jack 63. Further, during normal excavation, the first body 61 and the drive unit ring gutter 31 are fixed to each other by bolts 64 or the like.
[0038]
In the insertion-side shield machine B ′ having such a configuration, curve construction is possible by controlling the traveling direction of the first body part 61 relative to the second body part 62 during normal excavation. Further, in the underground joining, the fixed state of the first body 61 and the drive part ring gutter 31 by the bolt 64 or the like is released, and the bent part of the first body 61 and the second body 62 is fixed. Thus, the drive part ring gutter 31 is advanced relative to the first body part 61 and the second body part 62. The drive ring garter 31 can be advanced using the articulated jack 63.
[0039]
In the above description, the mechanism using the bean jack 22 and the connecting rod 23 as the hood part sliding mechanism has been described. However, as another form of the hood part sliding mechanism, FIGS. As shown in the figure, the hood portion 21 ′ is formed in a substantially crank shape in cross section, and the rear portion of the hood portion 21 ′ is inserted in a piston shape into a hydraulic chamber 70 provided on the front barrel 1A side, and the hood portion 21 An embodiment in which a seal member 71 is inserted between the rear end portion and the inner wall of the hydraulic chamber 70 and hydraulic pressure is supplied from the pipe 72 into the hydraulic chamber 70 is also possible. In such a configuration, when the hydraulic pressure is supplied into the hydraulic chamber 70 through the pipe 72 from the state shown in (a), the hood portion 21 ′ is moved forward to a predetermined position in the forward direction as shown in (b). Can be moved.
[0040]
In the above description, as the rolling prevention mechanism for preventing the relative rotation (rolling) between the front cylinder and the rear cylinder, the rear cylinder-side convex part 16 and the front cylinder-side concave part 17 are fitted. However, an embodiment in which a concave portion is provided on the rear trunk side and a convex portion is provided on the front trunk side so that the concave portion and the convex portion are fitted to each other is also possible.
[0041]
In the present embodiment, the muddy water type shield machine has been described, but it goes without saying that the present invention can also be applied to a mud pressure type shield machine.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a shield machine (retraction-side shield machine) according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line XX in FIG.
FIGS. 3A and 3B are enlarged cross-sectional views showing an operation mode of the hood portion. FIGS.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a shield machine (insertion-side shield machine) according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing a tunnel underground junction procedure (1).
FIG. 6 is a diagram showing a tunnel underground junction procedure (2).
FIG. 7 is a diagram showing a tunnel underground junction procedure (3).
FIG. 8 is a diagram showing a tunnel underground junction procedure (4);
FIG. 9 is a diagram showing a tunnel underground junction procedure (5).
FIG. 10 is a diagram showing a tunnel underground junction procedure (6).
FIG. 11 is a diagram showing a tunnel underground junction procedure (7);
FIG. 12 is a longitudinal sectional view of a retracting side shield machine according to another embodiment.
FIG. 13 is a longitudinal sectional view of an insertion side shield machine according to another embodiment.
14 (a) and 14 (b) are views showing another embodiment of the hood portion sliding mechanism.
[Explanation of symbols]
A, A 'Lead-side shield machine (first shield machine)
B, B 'insertion side shield machine (second shield machine)
1, 1 ', 1A Front cylinder 2 Rear cylinder 3, 31 Drive unit ring garter 5, 33 Cutter head 9, 34 Overcutter device 15 Bolt 16 Protrusion part 17 Concave part 18, 18A Shield jack 19 Segment 20 Spreader 21, 21' Hood part 22 Bean jack 23 Connecting rod 30, 30 ′ Body 35 Slide jack 40, 41 Fixed portion 50, 60 Middle folding mechanism 51, 61 First body 52, 62 Second body 53, 63 Articulated jack 70 Hydraulic chamber

Claims (1)

前部にカッタヘッドを有する前胴が後胴に対して摺動可能に嵌挿されてなる第1シールド掘進機とその第1シールド掘進機の前胴と略同径の胴部を有する第2シールド掘進機とを用いてそれぞれトンネルを掘削し、これら各トンネルを途中で接合することによりトンネルを完成させるトンネルの地中接合工法であって、
(a)前記第1シールド掘進機の前胴をシールドジャッキを介してセグメントおよび前記後胴に固定するとともに、前記前胴と後胴とを固定している固定部材を撤去する第1工程、
(b)前記シールドジャッキの操作により前記前胴を後胴に対して所定距離だけ前進させる第2工程、
(c)前記前胴の前部に設けられるフード部をその前胴に対して前記カッタヘッドの外周を覆う位置まで前方へ押し出す第3工程、
(d)前記フード部を前方へ押し出しつつ、前記シールドジャッキの操作により前記前胴を後胴に対して後方へ摺動させる第4工程および
(e)前記第1シールド掘進機の前胴の内部に前記第2シールド掘進機のカッタヘッドを嵌合させる第5工程
を備えることを特徴とするトンネルの地中接合工法。
A first shield machine having a front cylinder having a cutter head at the front is slidably fitted to the rear cylinder, and a second cylinder having a cylinder having substantially the same diameter as the front cylinder of the first shield machine. Tunnel excavation using a shield machine and each tunnel is joined in the middle to complete the tunnel.
(A) a first step of fixing the front cylinder of the first shield machine to the segment and the rear cylinder via a shield jack, and removing a fixing member fixing the front cylinder and the rear cylinder;
(B) a second step of advancing the front cylinder by a predetermined distance with respect to the rear cylinder by operating the shield jack;
(C) a third step of pushing the hood portion provided at the front part of the front cylinder forward to a position covering the outer periphery of the cutter head with respect to the front cylinder;
(D) a fourth step of sliding the front barrel backward with respect to the rear barrel by operating the shield jack while pushing the hood portion forward; and (e) the inside of the front barrel of the first shield machine. A tunnel submerged joining method characterized by comprising a fifth step of fitting a cutter head of the second shield machine.
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